人工固氮技术合成氨专业知识讲座
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课题2人工固氮技术-合成氨
成污染。
合成氨生产过程中需要消耗大量能源和原料， 同时会产生大量的废气、废水和固废，对环境 造成一定压力。
合成氨生产过程中产生的废水含有多种有害物质 ，如重金属、有机物等，对水体环境造成污染。
05
人工固氮技术的挑战与未来展望
人工固氮技术的挑战
1 2
高能耗
传统的人工固氮技术需要消耗大量的能源，这不 仅增加了生产成本，还对环境造成了负面影响。
环境保护
通过人工固氮技术，可以减少大 气中过量的氮气排放，减轻氮氧 化物对环境的污染，对环境保护 具有重要意义。
02
人工固氮技术原理
人工固氮技术概述
人工固氮技术是通过化学或生 物方法将空气中的氮气转化为 含氮化合物的过程。
人工固氮技术是解决全球氮资 源紧缺问题的重要途径之一。
人工固氮技术广泛应用于农业 生产、工业制造和环境保护等 领域。
合成氨的化学反应原理
合成氨是一个可逆反应，需要在高温、高压和催化剂存在的条件下进行。 N2 + 3H2 → 2NH3
反应过程中需要消耗大量的能量，因此需要采用高效的合成技术和能量回收系统。
合成氨工艺流程
合成氨工艺流程主要包括原料气的制备 、净化和压缩、合成反应、氨的分离和 回收等步骤。
氨的分离和回收是将氨气从反应气体中 分离出来，并进行回收和精制，最终得 到合格的氨产品。
利用光能激发氮气和氢气发生合成反应，具有能源利用可持续、 反应条件温和等优势。
生物合成氨
利用微生物或酶催化氮气和氢气合成氨，具有反应条件温和、可 利用废弃物等优点。
THANKS
感谢观看
合成氨是农业生产中重要的氮肥来源，能够提供 植物生长所需的氮元素，促进作物生长。
合成氨生产的氮肥能够提高土壤肥力，增加农作 物产量，对保障全球粮食供应具有重要意义。
合成氨生产过程中需要消耗大量能源和原料， 同时会产生大量的废气、废水和固废，对环境 造成一定压力。
合成氨生产过程中产生的废水含有多种有害物质 ，如重金属、有机物等，对水体环境造成污染。
05
人工固氮技术的挑战与未来展望
人工固氮技术的挑战
1 2
高能耗
传统的人工固氮技术需要消耗大量的能源，这不 仅增加了生产成本，还对环境造成了负面影响。
环境保护
通过人工固氮技术，可以减少大 气中过量的氮气排放，减轻氮氧 化物对环境的污染，对环境保护 具有重要意义。
02
人工固氮技术原理
人工固氮技术概述
人工固氮技术是通过化学或生 物方法将空气中的氮气转化为 含氮化合物的过程。
人工固氮技术是解决全球氮资 源紧缺问题的重要途径之一。
人工固氮技术广泛应用于农业 生产、工业制造和环境保护等 领域。
合成氨的化学反应原理
合成氨是一个可逆反应，需要在高温、高压和催化剂存在的条件下进行。 N2 + 3H2 → 2NH3
反应过程中需要消耗大量的能量，因此需要采用高效的合成技术和能量回收系统。
合成氨工艺流程
合成氨工艺流程主要包括原料气的制备 、净化和压缩、合成反应、氨的分离和 回收等步骤。
氨的分离和回收是将氨气从反应气体中 分离出来，并进行回收和精制，最终得 到合格的氨产品。
利用光能激发氮气和氢气发生合成反应，具有能源利用可持续、 反应条件温和等优势。
生物合成氨
利用微生物或酶催化氮气和氢气合成氨，具有反应条件温和、可 利用废弃物等优点。
THANKS
感谢观看
合成氨是农业生产中重要的氮肥来源，能够提供 植物生长所需的氮元素，促进作物生长。
合成氨生产的氮肥能够提高土壤肥力，增加农作 物产量，对保障全球粮食供应具有重要意义。
部编人教版高二化学选修2《第1单元走进化学工业课题2人工固氮技术——合成氨》课堂教学精品ppt课件
工具
第一单元 走进化学工业
栏目导引
【解析】 勒夏特列原理运用范围，就是能使已平衡的可 逆反应发生平衡移动的一些因素。选项A中催化剂不能使平衡移 动。选项B中加压可使合成氨反应正向移动。选项C中高温不利 于合成氨，只能加快反应速率，另外，500 ℃左右铁触媒活性最 大。选项D中，循环使用，不涉及平衡移动问题。
工无论从反应速率还是化学平衡考虑，压强越大越 有利于合成氨。但压强太大，动力消耗大，设备的质量和制造 水平要求高，故必须综合考虑。目前我国合成氨厂一般采用的 压强在10～30 MPa之间。
(3)温度：对于放热反应，升温可提高反应速率，但转化率 降低，若温度太低，反应速率又太慢，综合考虑以500 ℃左右为 宜。而且在此温度下催化剂活性最大。
②______________________________________。
工具
第一单元 走进化学工业
栏目导引
【解析】 (1)对合成氨的反应，催化剂只能提高反应速率， 不能使化学平衡发生移动；高压能提高化学反应速率，也能使 化学平衡向生成氨的方向移动。(3)电解水制氢气，电能消耗大， 成本高；煤作原料，能源消耗大，污染大。天然气作为洁净燃 料，便于管道运输，有投资省、能耗低的优点。
【点评】 本题主要考查氨的工业合成和硝酸的工业生产， 主要掌握氨的生产原理和主要流程，以及反应条件的选择。
工具
第一单元 走进化学工业
栏目导引
2.工业上合成氨的原料之一——氢气，有一种来源是石油气， 如丙烷。
(1)有人设计了以下反应途径(反应方程式未配平)，假设反应 都能进行，你认为最合理的是( )
【答案】 B 【点评】 勒夏特列原理只能解释有关平衡移动问题，不 能用于解释化学反应速率问题。有效碰撞理论、勒夏特列原理 各有其应用的对象，应加以区分。
课题2人工固氮技术──合成氨
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
课题2 人工固氮技术——合成氨
8
2.试从速率和平衡的角度综合分析合成氨工业选择400～500 ℃的 温度，10～30 MPa的压强的原因。 答案 合成氨反应是一个可逆、放热、气体分子总数减小的反应。 根据勒夏特列原理，温度越低，压强越大，该反应的平衡体系中 氨的含量越高；但降低温度使反应速率降低，增大压强对设备要 求较高，而400～500 ℃时催化剂活性最好，10～30 MPa下N2、 H2的转化率已经较高，故选择在该条件下进行合成氨。
课题2 人工固氮技术——合成氨
13
4.合成氨工业的发展
合成氨工业的主要研究领域有以下三个方面：
(1) 原料及原料气 的净化。 (2) 催化剂 的改进。
(3)环境保护 废渣：用作 建材和肥料的原料 ；
废气：主要是 H2S 和 CO2 等有害气体； 废液：主要是含 氰化物 和含 氨 的污水。
课题2 人工固氮技术——合成氨
4.催化剂：加快反应速率但不影响平衡，可以提高单位时间内 氨的产量。目前工业上多采用以铁为主的催化剂。 5.及时将NH3从平衡体系中分离出来，并将 N2、H2重新压缩后 输入合成塔再次利用，提高原料的利用率。
6
①铁丝绒的作用： 催化剂 。 ②润湿的pH试纸的作用： 检验生成的氨气 ，现象 pH试纸 变蓝 。 (3)工业上，通常采用以铁为主的催化剂，在 400～500 ℃和 10～30 MPa的条件下合成氨。
课题2 人工固氮技术——合成氨
7
议一议 1.你知道氮固定的主要途径有哪些？通过闪电引发自然固氮的原 理是什么？ 答案 豆科植物的根瘤菌固氮，雷电固氮，人工固氮 ——工业 合成氨 N2＋O2=放==电==2NO 2NO＋O2===2NO2
课题2 人工固氮技术——合成氨
8
2.试从速率和平衡的角度综合分析合成氨工业选择400～500 ℃的 温度，10～30 MPa的压强的原因。 答案 合成氨反应是一个可逆、放热、气体分子总数减小的反应。 根据勒夏特列原理，温度越低，压强越大，该反应的平衡体系中 氨的含量越高；但降低温度使反应速率降低，增大压强对设备要 求较高，而400～500 ℃时催化剂活性最好，10～30 MPa下N2、 H2的转化率已经较高，故选择在该条件下进行合成氨。
课题2 人工固氮技术——合成氨
13
4.合成氨工业的发展
合成氨工业的主要研究领域有以下三个方面：
(1) 原料及原料气 的净化。 (2) 催化剂 的改进。
(3)环境保护 废渣：用作 建材和肥料的原料 ；
废气：主要是 H2S 和 CO2 等有害气体； 废液：主要是含 氰化物 和含 氨 的污水。
课题2 人工固氮技术——合成氨
4.催化剂：加快反应速率但不影响平衡，可以提高单位时间内 氨的产量。目前工业上多采用以铁为主的催化剂。 5.及时将NH3从平衡体系中分离出来，并将 N2、H2重新压缩后 输入合成塔再次利用，提高原料的利用率。
6
①铁丝绒的作用： 催化剂 。 ②润湿的pH试纸的作用： 检验生成的氨气 ，现象 pH试纸 变蓝 。 (3)工业上，通常采用以铁为主的催化剂，在 400～500 ℃和 10～30 MPa的条件下合成氨。
课题2 人工固氮技术——合成氨
7
议一议 1.你知道氮固定的主要途径有哪些？通过闪电引发自然固氮的原 理是什么？ 答案 豆科植物的根瘤菌固氮，雷电固氮，人工固氮 ——工业 合成氨 N2＋O2=放==电==2NO 2NO＋O2===2NO2
人工固氮技术-合成氨
反应过程
原料气进入反应器，在催化剂的作用下发生反应生成氨气 。反应过程中需要控制温度、压力和催化剂活性等因素， 以确保反应的顺利进行。
尾气处理
未反应的氮气和氢气以及可能产生的其他副产物需要进行 尾气处理，以减少对环境的影响。常见的尾气处理方法包 括燃烧、吸收和吸附等。
05 生产过程中的优化与控制 策略
08 总结与展望
本次项目成果总结
成功研发高效催化剂
通过优化催化剂组成和制备工艺，提高了催化剂的活性和稳定性， 降低了合成氨反应的温度和压力。
实现工业化生产
建立了合成氨工业化生产线，实现了从实验室规模到工业化规模的 转化，为合成氨的广泛应用奠定了基础。
节能减排效果显著
通过改进工艺流程和操作条件，降低了合成氨生产的能耗和排放，提 高了资源利用效率。
合成氨技术简介
• 合成氨的化学反应原理：合成氨的化学反应原理是将氮气和氢气在催化剂的作用下进行反应，生成氨气。这一 反应是一个可逆反应，需要在高温高压下进行，同时需要合适的催化剂以降低反应的活化能。
• 合成氨的主要原料：合成氨的主要原料是氮气和氢气。其中，氮气可以从空气中分离得到，而氢气则可以通过 天然气、煤等化石燃料的重整或电解水等方法制取。
评估处理
根据不合格原因和程度，对不 合格产品进行评估和处理，包 括返工、降级、报废等。
追溯改进
对不合格产品进行追溯分析，找 出原因并采取相应的改进措施，
以防止类似问题再次发生。
07 安全生产管理与环境保护 要求
安全生产管理体系建立
制定安全生产规章制度
明确各级管理人员和操作人员的安全职责，建立完善的安全生产 责任制。
02 03
哈伯-博施法的发展
20世纪初，德国化学家哈伯和博施发明了以铁为催化剂、在高温高压下 将氮气和氢气合成氨的哈伯-博施法。这一方法的发明为人工固氮技术 的工业化生产奠定了基础。
课题2 人工固氮技术──合成氨
工厂
产 品
零
废
原部 料件
部分再循环
水 、 废
渣
合成氨
适宜条件的选择
外部条件 压强 温度
工业合成氨的适宜条件
20MPa~50MPa，该压强 下进行生产，对动力、材 料、设备等来说正合适。 500℃左右，该温度是合成氨催 化剂的活性温度；
催化剂
使用铁触媒作催化剂
N2和H2的物质的量比为1：2.8的投料比,
(B)充入过量H2 (D)升高温度
【巩固提升】
4.对于反应: 2SO2(g)+O2 (g) 下列判断正确的是( BC )
2SO3 (g)
A.2体积SO2和足量O2反应,必定生成2体积SO3 B.其他条件不变,增大压强,平衡向右移动
C.平衡时, SO2消耗速率必定等于O2的生成速率 的两倍
D.平衡时, SO2浓度必定等于O2浓度的两倍.
【巩固提升】
2.工业合成氨的反应是在500℃左右进行，主 要原因是（ D ）
A.500℃时反应速率最快 B.500℃时 NH3的平衡浓度最大 C.500℃℃时N2的转化率最高 D.500时催化剂能 Nhomakorabea挥最大效力
【巩固提升】
3.在合成氨时，可以提高H2转化率的措施是
（C）
(A)延长反应时间 (C)充入过量N2
【练习】
已知2SO2(g)+O2(g)
2SO3 (g) △H＜0
(3)在生产中，通入过量空气的目是
增大氧气浓度，提高SO2的利用率
（4）尾气防中止有SOSO2污2必染须空回气收是为了
【巩固提升】
1.在合成氨工业中，为增加NH3的日产量，下列 变化过程不能使平衡向右移动的是（ B）C （A）不断将NH3分离出来 （B）使用催化剂 （C）采用700K左右的高温 （D）采用2×107～5×107Pa的压强
《课题2 人工固氮技术──合成氨》PPT课件(云南省市级优课)
催化剂
N2(g)+3H2(g) 高温高压 2NH3(g)
2.合成氨反应是一个可逆、放热、气体分 子总数减少的反应，根据勒夏特列原理分 析工业适宜的条件。
高温 : 400～500℃ 催化剂 : Fe
高压 : 10 ～30MPa
3.试从原料、能源、设备等方面，分析和 推测合成氨反应在实际生产中可能遇到哪 些问题？
循环
高
压
分离器Biblioteka 冷凝器氨合成塔1.为什么要循环操作？
2.根据合成氨的生产过程，请举例说明 合成氨工业还可以进行哪些联合生产？
2.催化剂的改进
3.环境保护
废渣 主要来自造气阶段。
例：以煤为原料的产生的煤渣，以中有为原料 产生的炭黑等，大都用于建材和肥料的原料。
废气 主要是H2S和CO2等有害气体
化 谢谢 学
H2S用直接接触法或循环法回收 CO2不是有害气体，但过多会导致温室 效应，可作为尿素、碳铵等原料。
废液 主要是含氰化物和氨的污水
可以用生化、加压水解、氧化分解、化 学沉淀、反吹回炉等方法处理含氰化物。
可用蒸馏法回收含氨废水。
课堂小结
①工业合成氨的原理 ②工业合成氨的反应条件 ③工业合成氨的生产过程 ④工业合成氨中产生的三废的处理
水富云天化合成氨、尿素装置检修结 束全线恢复生产
三步骤：
•造气 制备合成氨的原料气 •净化 原料气的净化处理 •合成 使原料气进行反应合成氨
①氮气的来源:取自空气 ②氢气的来源:碳与水的作用或碳氢化合 物与水的作用.
C + H2O = CO + H2 CH4+H2O=3H2+CO CH4+2H2O=4H2+CO2
人工固氮技术—合成氨完整ppt课件
从合成塔出来的混合气体，氨气约 占总体积的__1_5_%__，要把混合气体通过 冷凝器、_分__离__器__，再导入液氨贮灌。 剩余气体再送回合成塔，循环利用(合 成氨转化率较低，要采用循环操作）。
.
15
工业合成氨的工业流程1
.
16
工业合成氨的工业流程2
.
17
三.合成氨工业的发展
• 阅读书本Ｐ１４～Ｐ１５页后总结．
用途：①制造染料 ②制造人造纤维 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ制造油漆 ④制造炸药
2、自然界中的氮循环 土壤中含氮化合物的主要来源：
.
7
三.自主学习： 氮的固定
将游离态氮转化为化合态氮的方法叫氮的固定．
.
8
固氮方法： （1）自然固氮：
①雷雨固氮（闪电时，N2 转化为NO） ②生物固氮（如：豆科作物的根瘤菌将N2转 化为化合态氮）。
.
5
三.自主学习：
人们常说雷雨发庄家，你能用化学原理加以解释吗？
放电或高温
N2 + O2 ==== 2NO 2NO + O2 = 2NO2 3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO
雷雨发庄稼
.
6
1、含氮化合物在生活中的意义和用途：
意义：①氮是植物生长必不可少的元素之一。 ②农作物每年从土壤中吸收大量含氮化合物。
而获得氮气催化;剂另一种方法是将空气中催的化氧剂 气与 碳CH作4+用H2生O 成==二= 3氧H化2+C碳O,再除CH去4+二2H氧2O化=碳==得4氮H2气+C。O2
.
13
（二）原料气净化
想一想:制取原料气的过程中常混有的气体杂质 有哪些？用什么方法除去杂质气体？
.
15
工业合成氨的工业流程1
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16
工业合成氨的工业流程2
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三.合成氨工业的发展
• 阅读书本Ｐ１４～Ｐ１５页后总结．
用途：①制造染料 ②制造人造纤维 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ制造油漆 ④制造炸药
2、自然界中的氮循环 土壤中含氮化合物的主要来源：
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7
三.自主学习： 氮的固定
将游离态氮转化为化合态氮的方法叫氮的固定．
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8
固氮方法： （1）自然固氮：
①雷雨固氮（闪电时，N2 转化为NO） ②生物固氮（如：豆科作物的根瘤菌将N2转 化为化合态氮）。
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5
三.自主学习：
人们常说雷雨发庄家，你能用化学原理加以解释吗？
放电或高温
N2 + O2 ==== 2NO 2NO + O2 = 2NO2 3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO
雷雨发庄稼
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6
1、含氮化合物在生活中的意义和用途：
意义：①氮是植物生长必不可少的元素之一。 ②农作物每年从土壤中吸收大量含氮化合物。
而获得氮气催化;剂另一种方法是将空气中催的化氧剂 气与 碳CH作4+用H2生O 成==二= 3氧H化2+C碳O,再除CH去4+二2H氧2O化=碳==得4氮H2气+C。O2
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13
（二）原料气净化
想一想:制取原料气的过程中常混有的气体杂质 有哪些？用什么方法除去杂质气体？
人工固氮技术教学指导
人工固氮技术-合成氨伟大的氮1、人类和氮：N2 NH4+或NO3-植物动物人类2、自然界中氮的循环：教材P93、氮的固定：定义：固定的方法：自然固氮、生物固氮（自然界中微量氮的化合物来源）、人工固氮.一.合成氨的原理1、分析氨的组成确定反应原理：原料：NH3（N2、H2）2、原理：实验室：NH4Cl +Ca(OH)2工业生产：N2 +H23、生产流程：造气净化干燥压缩合成冷却分离储存4、演示实验：教材P10二、条件的选择1、依据平衡移动原理：低温、高压2、依据化学反应速率：高温、高压、催化剂结论：400~5000C 10MPa~30Mpa 、催化剂（铁）三.合成氨的生产过程1：造气：N2 (气体，收集储存待用)N2 :空气液化升温O2（收集，待售）碳加热吸收CO2CO2和N2N2H2：C+H2O = CO +H2CO +H2O= CO2 + H2CH4 +2H2O =3H2 +COCH4 + 2H2O =CO2 + 4H22、净化干燥：⑴、目的：使催化氧化能顺利进行，防止催化剂中毒。
（H2S、CO 、CO2）⑵、净化过程：H2S + NH3.H2OCO + H2O(Fe2O3或CuO催化剂)CO2 + K2CO3⑶、精制：用醋酸、铜和氨水配成溶液吸收剩余微量的CO、CO2、O2、H2S 四、氨的分离极其目的1、氨在产品混合物中的含量15%2、如何提高原料的转化率？N2和H23、分离方法：氨在产品混合物液氨内衬沥青的钢制容器储存五、合成氨的发展前景1、原料及原料气净化技术发展探索寻找更为合适的制取氢气的原料，改经净化工艺和手段，降低各方面的生产成本。
2、催化剂的改进：铀磁铁矿铁钌（锇）（从催化剂的效率、催化剂的来源）3、环境保护（三废）⑴、废气:H2S：直接氧化法（选择氧化）；循环法（浓缩溶剂吸收）。
CO2：用于生产尿素和碳酸铵等化肥。
CO：用于原料气氢气的生产。
⑵、废渣：煤煤渣生产建材重油：炭黑化工原料（如橡胶工业）⑶、废液：（CN- 、氨）CN-：生化、加压分解、氧化分解、化学沉淀、反吹回炉等方法。
高中化学 1.2 人工固氮技术 合成氨课件 新人教版选修2
笃学二 合成氨的基本生产过程
1. • 合成氨的基本生产过程主要包括三个步骤：造气(制备合 合成____氨____的____原____料____气__________净____化____(、原__料____气____净____化_、_处__理_ ) 合成(使原料 气进__行__化__学__反__应__合__成__氨_____)。
•2N合H成3 氨反• 反应应是特点一个_____、 _____ 、 _________________的反应
2．
可逆 放热 气体分子总数减小
3．反应条件 工业上，合成氨的适宜条件为_铁__作__催__化__剂__、 _4_0_0_～__5_0_0__℃__的__ _温__度__、 _1_0_～__3_0__M_P__a_的__压__强__ 。
• 答案 C
只 有 对 反 应 前 后 气 体 体 积 相 等 的 反 应 [ 如 H2(g) ＋ I2(g) 2HI(g)]，使用催化剂和施以高压对化学反应速 率和化学平衡的影响才一致。
【体验1】► 已知：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)(正反应为放热反 应)，2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)(正反应为放热反应)。
• 解析 工业上合成SO3与合成氨的最大不同之处是该反应是在常 压下进行的，原因是在常压下该反应向生成SO3的方向进行的程 度已经很大，采用高压虽能使平衡向生成SO3方向移动，但产生 高压既需要动力又对反应容器耐压性有较高要求，综合生产成
本和经济效益两方面因素，实际生产时，在常压下进行最合理。
课题2 人工固氮技术——合成氨
1．• 自然界中是如何将氮气转化成含氮化合物的？
• 提示 雷雨放电时，N2与O2生成氮的氧化物。豆类的根瘤菌吸 收氮气生成含氮化合物。
《课题2 人工固氮技术──合成氨》PPT课件(辽宁省县级优课)
小结·反思
工业上利用某可逆反应生产产品：
(1)一般要使用催化剂：这样可以大大加快化学 反应速率，提高生产效率，也提高了经济效益；
（2）选择合适的温度 ：该温度是催化剂活性最 大的温度；
（3）选择合适的压强 ：既要考虑化学反应速率 和化学平衡，还要考虑动力、材料、设备等因素。
作业
▪ 1、教材P20第5题 ▪ 2、整理导学案 ▪ 3、完成课后练习试卷
问题4：结合反应特点，利用化学反应速率的知
识分析什么条件有利于快速合成氨？
问题5：请同学们分析下表：分别从化学反应速率和化学平衡 两个角度分析合成氨的合适条件。
外界条件
使NH3生产得多 平衡分析
使NH3生产得快 速率分析
压强
催化剂 温度 反应物的浓度 生成物的浓度
高压 无影响 低温 增大浓度 减小浓度
一致 是否使用
用 矛盾
一致
高压 使用 高温 增大浓度 减小浓度
①合成氨反应是气态物质系数减小的气体反应，增大压强既可以增
大反应速率，又能使平衡正向移动，所以理论上压强越大越好。
②但是压强越大，对设备的要求高，因此选择压强应符合实际科学
技术。
综合以上两点:根据反应器可使用的钢材质量及 综合指标来选择压强。实际生产中压强一般选择在 10～30MPa之间。
弗里茨·哈伯：
面从 包空 的气 圣中 人制
取
第2节
人工固氮技术---合成氨
N2 ( g ) + 3H2 ( g )
2NH3 ( g )
已知298K时：△H= -92.2KJ·mol-1
△S = -0.2KJ·K-1·mol-1
问题1：请根据正反应的焓变和熵变，判断合成
氨反应能否自发进行？ 问题2：分析合成氨反应的特点？
人工固氮
２．合成氨工业有下列流程：①原料气制备；②氨 的合成；③原料气净化和压缩；④氨的分离。其 先后顺序为（Ｂ） A．①②③④ B．①③②④ C．④③②① D．②③④①
1压强对反应速率该平衡的影响怎么才能提高氨的产量压强是否越大越好123组2催化剂对该平衡的影响在合成氨工业中要不要使用催化剂为什么456组3温度对反应速率该平衡的影响怎么才能提高氨的产量那么生产中是否温度越低越好789组4反应物浓度应该如何确定才利于氨的合成101112组条件工业合成氨的适宜条件压强1030mpa4005000c使用铁催化剂氮气过量温度催化剂浓度
什么原因？
试写出反应方程式
将游离态氮转化为化合态氮的方法叫氮的固定．
人工固氮技术 ——合成氨
高温、高压
N2（g）＋ 3H2（g）
催化剂
2NH3 （g）
据勒夏特列原理分组讨论以下问题。 （1）压强对反应速率、该平衡的影响，怎么才能提高氨 的产量，压强是否越大越好？（1,2,3组） （2）催化剂对该平衡的影响，在合成氨工业中要不要使 用催化剂，为什么？（4,5,6组） （3）温度对反应速率、该平衡的影响，怎么才能提高氨 的产量，那么生产中是否温度越低越好？（7,8,9组） （4）反应物浓度应该如何确定，才利于氨的合成？ （10,11,12组）
条件
工业合成氨的适宜条件
压强
温度 催化剂
10～30MPa
400～500 0C 使用铁催化剂
浓度
氮气过量
造气
净化
合成
分离
液氨
工业合成氨的工业流程
小结：
工业合成氨:
(1)原理: (2)条件: (3)生产过程: (4)三废处理:
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(三)合成与分离 本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不 当之处，请联系本人或网站删除。
从合成塔出来的混合气体，氨气约 占总体积的__1_5_%__，要把混合气体通过 冷凝器、_分__离__器__，再导入液氨贮灌。 剩余气体再送回合成塔，循环利用(合 成氨转化率较低，要采用循环操作）。
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合成氨的反当应之处条，件请联系本人或网站删除。 思考: 根据勒夏特列原理分析讨论合成氨
工业适宜的反应条件?
• 1）浓度：使用过量的氮气。 • 2）温度：400～500℃； • 3）高压:10MPa~30MPa； • 4）催化剂(加快反应速率)：如铁触媒
高温、高压
N2(g) + 3H2(g) 催化剂 2NH3 (g) (放热反应)
二. 合成氨的基本生产过程 本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不 当之处，请联系本人或网站删除。 用图式表示合成氨的流程图：
原料气
净
的制取
化
合
分
成
离
液氨
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杂质有CO,CO2 和H2S等气体
①用氨水吸收H2S气体 NH3•H2O +H2S = NH4HS + H2O ②使CO变成CO2 H2O + CO = CO2 + H2 ③CO2常用K2CO3溶液吸收 K2CO3 + CO2 + H2O = 2KHCO3
④用醋酸、铜和氨配制成的溶液吸收CO、CO2、 O2、H2S等少量有害气体。
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课题2 人工固氮——合成氨
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在新疆和青海交界 处有一狭长山谷，每当 牧民和牲畜进入后，风 和日丽的晴天顷刻间电 闪雷鸣，狂风大作，人 畜必遭雷击。奇怪的是 那里的牧草十分茂盛， 四季常青，被当地牧民 称为“魔鬼谷”。你能 用化学方程式及必要的 文字叙述解释“魔鬼谷” 牧草茂盛、四季常青的 原因吗?
1、含氮化合物在生活中的意义和用途：
意义：①氮是植物生长必不可少的元素之一。 ②农作物每年从土壤中吸收大量含氮化合物。
用途：①制造染料 ②制造人造纤维 ③制造油漆 ④制造炸药
2、自然界中的氮循环 土壤中含氮化合物的主要来源：
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三.自主学当习之处：，请联氮系本的人或固网站删定除。
而获得氮气;另一种方法是将空气中的氧气与
催化剂
催化剂
碳CH作4+用H2生O 成==二= 3氧H化2+C碳O,再除CH去4+二2H氧2O化=碳==得4H氮2+气CO。2
（二）原料气净化 本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不 当之处，请联系本人或网站删除。
想一想:制取原料气的过程中常混有的气体杂质 有哪些？用什么方法除去杂质气体？
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三.自主学习： 当之处，请联系本人或网站删除。
人们常说雷雨发庄家，你能用化学原理加以解释吗？
放电或高温
N2 + O2 ==== 2NO 2NO + O2 = 2NO2 3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO
雷雨发庄稼
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一.复习检测： 当之处，请联系本人或网站删除。
燃烧
第一步：S (s)+ O2 (g)
造气
SO2(g)
第二步：2SO2 (g) + O2 (g)
(催化氧化)
催化剂 加热
2SO3(g)
第三步： SO3(g)+ H2O(l)
(吸收)
H2SO4(l)
（正反应吸热），下列措施中，能提高CO转 化率的是（ Ｃ ）
A．增大压强
B．降低温度
C．增大水蒸气浓度
D．加催化剂
五.巩固拓展： 本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不 当之处，请联系本人或网站删除。
三.合当之成处，氨请联工系本业人或的网站删发除。展
• 阅读书本Ｐ１４～Ｐ１５页后总结．
1、原料及原料气的净化 2、催化剂的改进 3、环境保护
五.巩固拓展： 本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不 当之处，请联系本人或网站删除。
１．合成氨所需的H2可由煤和水蒸气反应而 制得，其中一步的反应为：
一.合成氨的反应原理 本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不 当之处，请联系本人或网站删除。 如下图合成氨装置
现象：加热试管中的铁丝绒至红热后注入氢气和氮气 的混合气体，可以看到湿润的pH试纸变_蓝__色。
高温、高压
原理：N2(g)+3H2(g) 催化剂 2NH3 (g)
（一）造气 当之处，请联系本人或网站删除。
思考:工业合成氨时N2取自于什么物质?H2 又来源于哪里?
N2主要来源于_空__气_ (从空气中分离出N2有哪些方法?)
H2主要来源于__碳__氢_化__物__和_水__反__应______。
一种方法是将空气液化后蒸发分离出氧气
C + H2O = CO + H2
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工业合成氨的工业流程1
Company Logo
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工业合当之成处，氨请联系的本人工或网业站删流除。程2
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将游离态氮转化为化合态氮的方法叫氮的固定．
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固氮方法： （1）自然固氮：
①雷雨固氮（闪电时，N2 转化为NO） ②生物固氮（如：豆科作物的根瘤菌将N2转 化为化合态氮）。
（2）人工固氮：（用N2 和H2 合成氨）